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O Telescópio Espacial Fermi, da NASA, realizou um descobrimento inédito ao detectar, pela primeira vez, uma emanação de gás vindas de um aglomerado de estrelas jovens na nossa galáxia, manifestada na forma de uma bolha de raios gama. Esse achado, crucial para a compreensão da evolução do universo, tem origem no superaglomerado estelar Westerlund 1, localizado a cerca de 12 mil anos-luz de distância, na constelação de Ara.

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Westerlund 1, o superaglomerado estelar mais próximo, mais massivo e mais luminoso da Via Láctea, permanece oculto por densas nuvens de poeira. Sua emanação se estende abaixo do plano galáctico e contém partículas de alta velocidade conhecidas como raios cósmicos. A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications e foi liderada por Marianne Lemoine-Goumard, da Universidade de Bordeaux, na França, junto com Lucia Härer e Lars Mohrmann, do Instituto Max Planck de Física Nuclear, em Heidelberg, na Alemanha.

Lemoine-Goumard afirmou que “compreender as emanações de raios cósmicos é crucial para entender melhor a evolução de longo prazo da Via Láctea”. Segundo a astrofísica, “essas partículas transportam grande parte da energia liberada dentro dos aglomerados e podem contribuir para impulsionar os ventos galácticos, regular a formação estelar e distribuir elementos químicos dentro da galáxia”.

Superaglomerados estelares como Westerlund 1 são colossais, com mais de 10 mil vezes a massa do Sol e um número excepcional de estrelas massivas e raras. Cientistas acreditam que as explosões de supernovas e os ventos estelares dentro desses aglomerados expulsam o gás ao redor, acelerando os raios cósmicos a velocidades próximas à da luz. Essas partículas, em sua maioria núcleos de hidrogênio, são difíceis de rastrear diretamente devido à sua carga elétrica e à interação com campos magnéticos.

Com uma imagem ilustrativa, foi revelada a localização de Westerlund 1 em relação ao nosso Sol

Divulgação | Nasa

É nesse ponto que reside a importância dos raios gama. Como a forma de luz de maior energia, eles viajam em linha reta e são produzidos quando os raios cósmicos interagem com a matéria. Isso os torna indicadores-chave da atividade dos raios cósmicos. A proximidade e o brilho de Westerlund 1 o tornam “um objeto de estudo excepcional”, apesar de a maioria das observações de raios gama em aglomerados estelares ter resolução limitada.

Em 2022, o Sistema Espectroscópico de Altas Energias, na Namíbia, já havia detectado um anel distinto de raios gama ao redor de Westerlund 1, com energias bilhões de vezes superiores à da luz visível. Esse achado motivou a equipe de Lemoine-Goumard a analisar quase duas décadas de dados do Telescópio Espacial Fermi, da NASA, que observa energias ligeiramente menores, de milhões a bilhões de vezes a energia da luz visível.

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A sensibilidade e a resolução do Fermi permitiram aos pesquisadores filtrar outras fontes de raios gama, como pulsares, radiação de fundo e a emissão do próprio superaglomerado estelar. O resultado foi a revelação de uma bolha de raios gama que se estende por mais de 650 anos-luz a partir do aglomerado, projetando-se abaixo do plano da Via Láctea. Esse fluxo de saída é cerca de 200 vezes maior do que o próprio Westerlund 1.

Os pesquisadores o descreveram como um fluxo de saída nascente ou em estágio inicial, gerado recentemente pelas estrelas massivas jovens do aglomerado. Ele se expande de forma assimétrica, seguindo o caminho de menor resistência em direção a uma região de menor densidade abaixo do disco galáctico, e espera-se que, com o tempo, flua em direção ao halo galáctico.

Tamanho massivo de Westerlund 1 gera expectativa entre os pesquisadores

Divulgação | Nasa

Lucia Härer apontou os próximos passos da pesquisa: “Um dos próximos passos é modelar como os raios cósmicos viajam por essa distância e como criam um espectro de energia de raios gama em transformação”. Ela acrescentou o interesse em “buscar características semelhantes em outros aglomerados estelares”, embora tenha reconhecido a sorte de contar com Westerlund 1 por ser “muito massivo, brilhante e próximo”.

Elizabeth Hays, cientista do projeto Fermi no Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA, destacou a relevância da missão: “Desde que começou a operar, há 17 anos, este telescópio espacial continua avançando na nossa compreensão do universo ao nosso redor. O céu de raios gama continua a nos surpreender”.

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